知的好奇心 && 情熱





Robotics for Human Augmentation Lab. (大林研)

本研究室では,情報科学(IS)を中核とした生体信号処理技術やロボット技術(RT)を応用し,健康的な生活を継続するためのシステム開発の研究を推進しています.近年,日本は高齢者一人を小数の現役世代で支える超高齢化社会に突入し,くらしを支える労働力不足が顕著な問題になりつつあります.この問題を解決する1つの方策としてITやRTを応用した生産性向上の取り組みが進められています.しかしながら収益性や生産性のみを追求し, IT化前の時代よりも高速高度な認知処理を長時間要求される労働環境に曝され,早期引退する現役世代もいます.これら高度化された仕事に取組む現役世代の健康を守ることも社会的に重要な課題の一つです. 本研究室では,現役世代の生活の質(QOL)を高め,心身ともに健康的で活力ある生活をおくるための工学的解決法の提案と科学的検証だけでなく,これに必要な要素研究や技術開発に挑戦します.卒業研究では,若い学生の柔軟な発想を活かせるように一人一人と相談し,学生各人の個性に合わせたテーマに取組みます.

Keyword ロボティックトレーナー(運動学習支援ロボット),運動学習支援システム,運動計測,機械学習,人間拡張,ヒューマンインターフェイス,バーチャルリアリティ,マルチモーダル,人間工学,生体信号処理,社会実装教育




最近の活動

表面筋電位の応用例. (We can measure surface EMG by dry elecrode using few simple circuits and a MPU (e.g. Arduino). So, we can integrate various training system for rehabilitation, artificial arm or leg and sport. )

(This example's claw was designed by AdvancerTechnologies MyoWare_BionicClaws. This example was not used their code, circuits and sensors.)

自作回路で筋電位計測を行なっています.筋活動指令をもとにしたリハビリ装具やスポーツトレーニングに応用できます.

研究設備

学生がアイデアをすぐに形にできるように,また思う存分プログラミングできる環境整備に努めています.着任から続けている校長リーダーシップや競争的資金の獲得,清掃活動やDIYを通してクリーンで快適な研究環境整備を行っています. 好奇心旺盛な学生にとって夢のような環境を目指しています.

PC環境 (ほとんどのPCはCorei7とSSDを装備しデュアルディスプレイ)

VR環境 (Oculus Rift DK2, Oculus Rift CV1+touch, Fove, Myo, Ovrvision, Perception Neuron*, Kinect等)

3Dプリンタ* (Reprap UMClone 2台)

* 2016年度 高専-長岡技科大共同研究助成, NUT grant for collaborative research with Colleges of Technology

研究室の歴史

2014年着任時点(机,いすとキャビネット以外なーんもない.いろいろボロボロでした)

2015年3月時点(カーテン,カーペットの張替え(DIY)と土足禁止化,エアコン・ロスナイの清掃修理,学生人数分のPCやセンサー追加などが完了)

過去の研究活動動画

とても恵まれた環境で研究をやらせてもらっていました.かなり好き放題やらせてもらっていたので,ここでもそんな雰囲気を目指します.

ダーツ投げ学習支援ロボティックトレーナー@NAIST(ユーザーの技能に合わせてロボットがユーザーの姿勢補助強度を調整します.画面5つともそれぞれ役割があります.一人でこの5画面を朝から晩まで実験の間集中監視を続ける必要があり疲れました.)

ダーツ投げ技能の分析@NAIST(最終的には床反力やダーツの軌道計測も行っていました.)

論文に載せられない細かい説明1:学生実験で書くCUIだけの適当なプログラムとは違います.メインのロボット制御系は,Visual C/C++にBoostを組み合わせて作り,GUIでボタンぽちっとすると実験を開始することやテスト出来たりします.制御周期200Hz,Mocapから送られたデータをさばいてロボット制御に反映しています.スレッドのコア割り付け処理大好きです.おかげさまでWindowsやそのAPIさんとはとても仲良しです.

論文に載せられない細かい説明2:Mocapシステム(Cortex)がマーカーを誤認識することがあるため,その監視やダーツの当たった場所を観測するOpenCVプログラムの動作監視,また1投毎にMocapデータがファイルに保存されるのでそのデータを自動的にMatlabで開いてプロットしてデータを確認しています.

論文に載せられない細かい説明3:被験者を集めるためにポスター作って貼りメールを流すなど学内全域や学外にも募集をかけていました.1シーズン20名程度なのでGoogleフォーム+GASを使って事前に危険性の説明等とその同意やスケジュールのブッキングを自動でさばき自動返信し,自分のGoogleカレンダーに反映するとか自動化やってました.積極的に自動化をやってました.

論文に載せられない細かい説明4:被験者集めは秘書さんがやってくれたり,所属内での権力行使で集めるところもある中,私が筆頭でそれらをとりまとめ,所属と関係ないところからも広く募集をかけました.スクリーニング実験もやっての本実験なので被験者さんには2週間~3週間の期間の中から3日連続で来れる日を入れてもらいました.

論文に載せられない細かい説明5:たまたま1回動いた程度の実験とは大いに違います.約2週間の行動実験の間,毎日8:30から23:00までお昼など休憩を挟むも継続的にこの複数のシステムを統合した自作システムを稼働させています.定期的なメンテナンスや何度も繰返した予備実験のおかげで不安定になってもすぐに原因を特定し対処して実験を行えていました.

論文に載せられない細かい説明6:嫁よりも長い時間実験システムと付き合っていたため(時には寝食を共にし),システムの調子が悪くなったらすぐに原因がわかるレベルで実験をやっていました.研究は遊びのように聞こえますが,本気で考えて本気でシステム開発して本気で実験していました.そこらのちょっとやってみた卒論と同じ扱いにされるのは大変不愉快です.

論文に載せられない細かい説明7:Mocapカメラセッティング・キャリブレーションや実験補助を研究メンバーと協力して実施していましたが,基本的には一人でやんないといけなかったのが大変だったけれども,ま,楽しんでやってました.

PA10のインピーダンス制御@NAIST (安全性を担保して接近実演しています.慣れるとかわいい.)

企業が用意したAPIを使って簡単じゃんとか思われがちで困るのですが,下層のコードも仕様書を読んで通信処理含めて全部Cで書いて何度も動作確認しており,上位層の制御系も自前でコーディングしています.この他にも入念な予備実験を経て行動実験を行っています.一般の人を被験者として動くロボットと対峙してもらうために様々な配慮を行っています.

SVVのシステム化・アプリケーション開発@NAIST (左上が操作者の画面,右下が実験者側の様子です)

年をとるとまっすぐに立てなかったり,病気等でまっすぐがわからなくなってしまったりします.それを定量評価する方法を自動化するアプリケーションを作っていました.

空気圧ロボットアームの制御@NAIST (システム動作確認をコントローラで行う様子)

人機械系モデリング研究@熊本電波で使っていたGUI その1 (DirectX実装)

人機械系モデリング研究@熊本電波で使っていたGUI その2 (DirectX実装)

人機械系モデリング研究@熊本電波で使っていたGUI その3 (DirectX実装)





イベント

勉強会や報告会を実施し,学生のプレゼンテーション能力やコミュニケーション能力を鍛えています.また長らく同じ場所に居ると視野が狭まりやすいため,研究成果の学外での発信や学会参加を奨励しています.このほかにも地域で開催されるイベントへの参加や中高生向けの公開講座など,社会貢献活動にも取り組んでいます.

2015年度 社会実装コンテスト ポスター発表

2016年度 社会実装コンテスト ポスター発表

国際発表(EMBC)





コンタクト

本研究室では,技術相談や共同研究,中学生の研究室訪問なども受け付けております.研究室は教員1名で運営しているため,レスポンスが遅くなることもあります.ご了承ください.

〒411-8501 静岡県沼津市大岡3600 沼津工業高等専門学校 電子制御工学科

 

助教 大林千尋

 

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